Physicochemical Properties and Dietary Effect of Glycoprotein from Sea Cucumber(Stichopus japonicus)

해삼 당단백질의 물리화학적 특성과 식이효과

  • 류홍수 (부산수산대학교 식품생명과학과) ;
  • 문정혜 (부산수산대학교 식품생명과학과) ;
  • 유병진 (강릉대학교 식품과학과) ;
  • 문수경 (경상대학교 식품과학과)
  • Published : 1996.04.01

Abstract

To clarify the potentiality of sea cucumbers as dietary food, the effects of those glycoprotein on dietary proteins and physicochemical properties of those proteins were studied. Crude glycoprotein was efficiently extracted using 20mM sodium phosphate beffer(pH 7.0) and by salting out with 80% ammoniym sulfate saturation. The fractions obtained through the DEAE-cellulose ion exchange chromatography was identified as glycoprotein by Schiff's reagent and SDS polyacrylanide gel electro-phoresis. The yields of each glycoprotein from the three kinds of sea cucumbers were 0.814(red), 0.184(blue) and 0.232(black) and the molecular weights of the glycoproteins subunits were ranged from 20,000 dalton(blue and black) to 29,000 dalton(red), respectively. The electrophoretic patterns of the glycoprotein isolates were similar to each other and any significant difference in amino acid pattern was observed. Predominant arnino scids were Asx(aspartic acid and asparagine) and Glx(glutamic acid and glutamine) ; in contrast, histidine and methionine were below 2% as compared to total amino acids. water holding capacities of the glycoprotein isolates from red, blue and black cucumbers were equally 100% and emulsion activities ranged from 53% to 64%. In addition the emulsion stabilities were 7.04, 1.37 and 2.44, respectively. In vitro digestibility of some proteins(casein, SPI and squid) was decreased as increasing the level of the freeze dried sea cucumber powder and glycoprotein isolates. But squid protein was not affected.

육상생물에 비해 활성물질의 급원으로서 이용율이 낮은 해양생물자원인 해삼(홍삼, 청삼 및 흑삼)에서 당단백질을 추출하여 그 화학성분의 조성을 규명하고 이들의 물리화학적 특성과 식이효과를 실험하였다. 일반 성분의 함량은 종류에 따라 큰 차이가 없으며, 특히 점질다당체의 주성분인 chondrotin sulfate의 함량이 2.6~3.2%를 함유하고 있다. 동결건조해삼분말에서 추출한 당단백질의 유화성과 유화안정성은 동결건조해삼분말 보다 각각 56~77%, 33~71%로 증가하였다. 당단백질은 보수력을 측정하기에 곤란할 정도로 증류수에서의 용해도가 높았으며, 동결건조해삼분말의 보수력은 913.4%(홍삼), 673.5%(청삼) 및 870.4%(흑삼)로 나타났다. 점도는 홍삼으로부터 분리한 당단백질의 점도가 제일 높았으며 청삼과 흑삼은 유사하였다. 해삼에서 분리한 당단백질의 구성아미노산은 홍삼이 청삼 및 흑삼에 비해서 전체 단백질에 차지하는 구성아미노산의 비율이 높은 편이었으며(홍삼 96%, 청삼 91.6% 및 흑삼 88.2%), 각 당단백질의 Asx와 Glx는 모두 10%이상을 차지하였고, 특히 histidine이 2% 이하의 낮은 결과를 보였다. 동결건조분말에 비해 당단백질의 valine, phenylalanine 및 lysine의 함량은 모두 약 2배 증가하였는데 비해 glycine은 약 60~70%, Arg은 약 40% 감소하였다. 동결조건해삼분말 중 청삼과 여기서 추출한 당단백질을 몇종의 단백질 식품(casein, 분유, 콩단백추출 및 오징어)에 여러 가지 비율로 첨가시켜 소화율의 저해효과를 보았을 때 casein, 분유, 콩단백질추출물의 소화율이 3.5~6%와 4.5~11.4%의 저해효과를 보았으나 오징어 단백질에 대해서는 모두 큰 저해효과가 없었다.

Keywords

References

  1. Bull. Fac. Fish. Hokkaido Univ. v.5 Studies on the nutritive of the meat of sea cucumber (Stichopus Selenka) Tanikawa, E
  2. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries v.26 Studies on mucoprotein in marine products-1. Isolation of mucoprotein from the meats of Stichopus japonicus and Cucumaria Japonica Motohiro, T
  3. European Journal of Biochemistry v.166 Highly acidic glycans from sea cucumers. Isolation and fractionation of fucose-rich sulfated polysacchrides from the body wall of Ludwigothurea grisea Mourao, P. A.;Bastos, I. G
  4. Thrrombosis & Haemostasis. v.59 Aggregation of human platelets by acidic mucopolysaccharide extracted from Stichopus japonicus Selenka Li, J. Z.;Lian, E. C
  5. Connective Tissue Research v.25 Glycosaminoglycan involved in the cation-induced change of body wall structure of sea cucumber stichopus japonicus Kariya, Y.;Watabe, S.;Ochiai, Y.;Murata, K.;Hashimoto, K
  6. Biochemistry v.32 Extentive heterogencity of proteoglycans bearing fucose-branced chondroitin sulfate extracted the connective tissue of sea cucumer Viera, R. P.;pedrosa, C.;Mourao, P. A
  7. Official methods of analysis(15th ed.) AOAC
  8. 추보7 의약품 기준 및 시험방법(1) 국립보건원
  9. 食衛誌 v.28 食品中に 添加した コントロイチン酸 ナトリウムの 分析法 矢部芳枝;二官降博;栢場英明;長濃降;岡田太郎
  10. Forsch. v.175 Z. Lebensm. Unters Preuss, A.;Thier, H. P
  11. Biochemical J. v.209 Structure of proteoglycan from different layers of human articular carilage Bayliss, M. T.;Venn, M. M. Ali, S.Y
  12. Carbohydrate analysis : a practical approach Proteoglycan Carney, S. L.;Chaplin, M. F.(ed.);Kennedy, K. F.(ed.)
  13. Nature v.227 Cleavage of strucure proteins during the assembly of the head of bacteriophage T Laemmli, U. K
  14. J. Biol. Chem. v.246 Glycoproteins of cell surfaces : a comparative study three different cell surfaces of the rat Glossmann, H.;Neville, D. H
  15. J. Food Sci. v.41 Fuctional properties of novel protein : Alfalfa leaf protein Wang, J. C.;Kinesella, J. E
  16. J. Food Sci. v.39 Certain functional propertes of sunflower meal Lin, M. Y. Z.;Humbert, E. S.;Sosulki, F. W
  17. Food Tech. v.31 Rapid in vitro assay for estimating protein quality Satteerlee, L. D.;Kendrick, J. G.;Miller, G. A
  18. 부산수대연보 v.23 한국산 달팽이의 화학 성분에 관한 연구. (1) 민달팽이와 달팽이의 무기질 및 아미노산 조성 김세권;문성훈;이응호;강옥주
  19. Official methods of analysis(13th ed.) AOAC
  20. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. v.20 Technical studies on resource utilization of atlatic sea cucumber(Cucumaria frondosa) Ke, P. J.;Smith, L. B.;Hirtle, R. W.;Kramer, D. E
  21. 한국영양식량학회지 v.23 Spectrophotometer 및 HPLC에 의한 식용달팽이의 황산콘드로이틴 분석 이영근;강정미
  22. 日本食品工業學會誌 v.41 多糖類修飾による 蛋白質の 機能變化と 新規食品素材の 開發 加藤昭夫
  23. 부산수산대학교대학원 석사학위 논문 복원력이 좋은 정어리 단백질 농축물의 가공 이승원